Exploração da Programabilidade do ecossistema Bitcoin

Bitcoin como a blockchain com a maior liquidez e segurança atualmente, está a enfrentar novas oportunidades de desenvolvimento. Com o surgimento da tecnologia de inscrições, um grande número de desenvolvedores está a entrar no ecossistema Bitcoin e a começar a prestar atenção à sua Programabilidade e questões de escalabilidade. Através da introdução de provas de conhecimento zero, disponibilidade de dados, sidechains, rollups e re-staking, o ecossistema Bitcoin está a vivenciar uma prosperidade sem precedentes, tornando-se o principal foco do mercado atual.

No entanto, muitas soluções de escalabilidade ainda seguem as experiências de plataformas de contratos inteligentes como o Ethereum, frequentemente dependendo de pontes cross-chain centralizadas, o que se torna uma potencial fraqueza do sistema. Poucas soluções são projetadas com base nas características do próprio Bitcoin, o que está relacionado à experiência pouco amigável dos desenvolvedores do Bitcoin. Devido à sua intenção de design, o Bitcoin apresenta algumas limitações na execução de contratos inteligentes:

1. A linguagem de script do Bitcoin limita a completude de Turing para garantir a segurança, não podendo executar contratos inteligentes complexos como no Ethereum.
2. O design de armazenamento da blockchain do Bitcoin é principalmente direcionado a transações simples, sem otimização para contratos inteligentes complexos.
3. Bitcoin carece de uma máquina virtual dedicada para executar contratos inteligentes.

Nos últimos anos, a rede Bitcoin passou por algumas atualizações importantes. A SegWit( de 2017 aumentou o limite do tamanho do bloco; a atualização Taproot de 2021 possibilitou a verificação de assinaturas em lote, melhorando assim a eficiência do processamento de transações. Essas atualizações criaram condições para a Programabilidade do Bitcoin.

Em 2022, o desenvolvedor Casey Rodarmor propôs o conceito de "Teoria Ordinal", que abriu novas possibilidades para a incorporação direta de informações de estado e metadados na cadeia do Bitcoin, proporcionando novas ideias para aplicações de contratos inteligentes que necessitam de dados de estado acessíveis e verificáveis.

Atualmente, a maioria dos projetos que aumentam a programabilidade do Bitcoin depende de redes de segunda camada )L2(, o que exige que os usuários confiem em pontes entre cadeias, tornando-se um grande desafio para os L2 obterem usuários e liquidez. Além disso, o Bitcoin carece de uma máquina virtual nativa ou programabilidade, dificultando a comunicação entre L2 e L1 sem aumentar suposições de confiança adicionais.

Alguns projetos tentam partir das propriedades nativas do Bitcoin para melhorar sua Programabilidade. RGB, RGB++ e Arch Network oferecem capacidades de contratos inteligentes e transações complexas através de diferentes métodos:

1. RGB verifica contratos inteligentes através de um cliente off-chain, registrando as mudanças de estado na UTXO do Bitcoin. Este método tem algumas vantagens de privacidade, mas é complexo de operar e carece de programabilidade dos contratos, desenvolvendo-se de forma relativamente lenta.

2. RGB++ é uma solução de extensão baseada na ideia do RGB, ainda baseada na ligação UTXO, mas utiliza a própria blockchain como um validador cliente com consenso, proporcionando uma solução para a transferência de ativos de metadados entre cadeias, e suportando a transferência de ativos de qualquer cadeia com estrutura UTXO.

3. A Arch Network oferece uma solução de contrato inteligente nativa para Bitcoin, criando uma máquina virtual de conhecimento zero e uma rede de nós validadores correspondente, registrando as alterações de estado e os ativos nas transações de Bitcoin através da agregação de transações.

![UTXO ligado: Explicação das soluções de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ e Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-fd3e0af827c9ddea86a297fe937aaa72.webp(

RGB utiliza um método de verificação fora da cadeia, transferindo a verificação de transferências de tokens da camada de consenso do Bitcoin para fora da cadeia, realizada por clientes específicos relacionados às transações. Este método reduz a necessidade de transmissão em toda a rede, melhorando a privacidade e a eficiência. No entanto, esse aumento de privacidade também trouxe problemas como complexidade operacional e dificuldade de desenvolvimento, afetando a experiência do usuário.

RGB introduziu o conceito de selos de uso único, onde cada UTXO pode ser gasto apenas uma vez, equivalente a ser bloqueado no momento da criação e desbloqueado no momento do gasto. O estado do contrato inteligente é encapsulado por UTXO e gerido por selos, proporcionando um mecanismo eficaz de gestão de estado.

RGB++ utiliza uma cadeia UTXO Turing-completa para processar dados off-chain e contratos inteligentes, melhorando ainda mais a programabilidade do Bitcoin, e garantindo a segurança através da vinculação homomórfica do BTC. Suporta operações multichain, não se limitando a uma única blockchain, aumentando a interoperabilidade entre cadeias e a liquidez de ativos.

RGB++ implementa a interoperabilidade sem ponte através da ligação homomórfica UTXO, evitando o problema de "falsas moedas" das pontes de cadeia tradicionais, garantindo a autenticidade e a consistência dos ativos. Através da cadeia sombra para validação on-chain, RGB++ simplifica o processo de validação do cliente, otimizando a experiência do utilizador.

![UTXO ligado: detalhamento da solução de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ e Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7fc8d82ac7da1ba2052256fc1d0476b2.webp(

A Arch Network é composta pela Arch zkVM e pela rede de nós de validação, utilizando provas de conhecimento zero e uma rede de validação descentralizada para garantir a segurança e a privacidade dos contratos inteligentes. É mais fácil de usar do que RGB e não precisa estar vinculada a outra cadeia UTXO como o RGB++.

Arch zkVM utiliza o RISC Zero ZKVM para executar contratos inteligentes e gerar provas de conhecimento zero, que são verificadas por uma rede de nós de validação descentralizada. O sistema opera com base no modelo UTXO, encapsulando o estado do contrato inteligente em State UTXOs para aumentar a segurança e a eficiência.

Os UTXOs de ativos são usados para representar Bitcoin ou outros tokens, e podem ser geridos através de delegação. A rede de validação Arch valida o conteúdo do ZKVM através de nós líderes selecionados aleatoriamente, utilizando o esquema de assinatura FROST para agregar as assinaturas dos nós, e finalmente transmite a transação para a rede Bitcoin.

![UTXO ligado: explicação detalhada da solução de contrato inteligente BTC RGB, RGB++ e Arch Network])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b0106c9ec7c79b2e266824525ff1721.webp(

No geral, RGB, RGB++ e Arch Network têm características distintas no design da Programabilidade do Bitcoin, mas todos mantêm a ideia de vincular UTXO. A propriedade de uso único do UTXO é mais adequada para registrar o estado dos contratos inteligentes.

No entanto, essas soluções também apresentam desvantagens óbvias, como uma experiência do usuário insatisfatória e a falta de melhorias significativas de desempenho. Arch e RGB expandiram principalmente as funcionalidades em vez do desempenho; RGB++ melhorou a experiência do usuário ao introduzir uma cadeia UTXO de alto desempenho, mas também aumentou as suposições de segurança adicionais.

Com mais desenvolvedores a juntarem-se à comunidade Bitcoin, veremos mais soluções inovadoras de escalabilidade, como a proposta de atualização op-cat que está em discussão ativa. As soluções que se alinham com as características nativas do Bitcoin merecem atenção especial, e o método de vinculação UTXO é uma forma eficaz de expandir a sua programabilidade sem precisar atualizar a rede Bitcoin. Desde que consigamos resolver bem os problemas de experiência do usuário, isso será um grande avanço no desenvolvimento de contratos inteligentes do Bitcoin.